JP2006117966A - Plating apparatus and plating method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plating apparatus and a plating method for enhancing the in-plane uniformity of the film thickness of a plating film by employing a dip system with excellent bubble removal and adjusting the flow of plating solution in a plating tank. <P>SOLUTION: A substrate W held by a substrate holder 14 and an anode electrode 15 are arranged at the inside of a plating solution tank 11 holding plating solution Q, a plating solution injection nozzle 16 with a single slit-shaped plating solution injection port or a plurality of slit-shaped plating solution injection ports arranged in series for injecting the plating solution on the face to be plated in the substrate W is installed, and the plating solution injection nozzle 16 is reciprocated parallel to the substrate W. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の被めっき面にめっきを施すめっき装置及びめっき方法に関し、特に半導体ウエハの表面に設けられた微細な配線溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハの表面にパッケージの電極等の電気的レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハの表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成したりするのに好適なめっき装置及びめっき方法に関するものである。   The present invention relates to a plating apparatus and a plating method for plating a surface to be plated of a substrate such as a semiconductor wafer, for example, and in particular, a plating film is formed in fine wiring grooves and holes and resist openings provided on the surface of a semiconductor wafer. Or forming a plating film on the surface of the semiconductor wafer in the opening of the electrical resist such as the electrode of the package, or forming a bump (protruding electrode) on the surface of the semiconductor wafer to be electrically connected to the electrode of the package, etc. The present invention relates to a plating apparatus and a plating method suitable for the above.

例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やフリップチップにおいては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金属、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれら多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、
このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、電解めっき法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。 For example, in TAB (Tape Automated Bonding) and flip chip, metal, copper, solder, or nickel is formed on a predetermined portion (electrode) on the surface of the semiconductor chip on which the wiring is formed. (Bump)
It is widely performed to electrically connect to an electrode of a package or a TAB electrode through this bump. There are various bump forming methods such as electroplating, printing, and ball bump. However, as the number of I / Os in the semiconductor chip increases and the pitch is reduced, miniaturization is possible and performance is compared. Electrolytic plating methods that are stable and more stable are now being used.

この電解めっき法には、半導体ウエハ等の基板の被めっき面を下向き（フェースダウン）にして水平に置き、めっき液を下から噴き上げてめっきを施す噴流式又はカップ式と、めっき槽の中に基板を垂直に立て、めっき液をめっき槽の下から注入しオーバフローさせつつめっきを施すディップ式に大別される。ディップ方式を採用した電解めっき法は、めっきの品質に悪影響を与える泡の抜けが良く、フットプリントが小さいという利点を有しており、このため、めっき穴の寸法が比較的大きく、めっきにかなりの時間を要するバンプめっきに適していると考えられる。   In this electrolytic plating method, the surface to be plated of a substrate such as a semiconductor wafer or the like is placed horizontally (face down), and a jet type or cup type for plating by spraying a plating solution from below, and in a plating tank The substrate is roughly divided into a dip type in which plating is performed while the plating solution is poured from the bottom of the plating tank and overflowed. The electrolytic plating method using the dip method has the advantages of good bubble removal that adversely affects the quality of plating and a small footprint. It is considered suitable for bump plating that requires a long time.

図１は、上記ディップ方式を採用した従来の電解めっき装置の一例を示す。この電解めっき装置２００は、内部にめっき液２０１を収容するめっき液槽２０２と、該めっき液槽２０２の溢流堰２０３の上端をオーバフローしためっき液を収容するオーバフロー槽２０４を備えている。めっき液槽２０２のめっき液２０１中に基板ホルダ２０５に保持された基板Ｗとアノード電極（陽極電極）２０６とを垂直に浸漬させて所定の間隔をおいて互い対向させて配置し、該基板Ｗとアノード電極２０６の間にパドル（掻き混ぜ棒）２０７を垂直に配置している。該パドル２０７はパドルシャフト２０８に複数取りつけられ、該パドルシャフト２０８を介して基板Ｗと平行に往復動させてめっき槽２０２内のめっき液を攪拌できるようになっている。   FIG. 1 shows an example of a conventional electrolytic plating apparatus that employs the dip method. The electroplating apparatus 200 includes a plating solution tank 202 that contains a plating solution 201 and an overflow tank 204 that contains a plating solution that overflows the upper end of the overflow weir 203 of the plating solution tank 202. The substrate W held by the substrate holder 205 and the anode electrode (anode electrode) 206 are vertically immersed in the plating solution 201 of the plating solution tank 202 and arranged to face each other at a predetermined interval. A paddle (stirring rod) 207 is disposed vertically between the anode electrode 206 and the anode electrode 206. A plurality of paddles 207 are attached to a paddle shaft 208, and the plating solution in the plating tank 202 can be stirred by reciprocating in parallel with the substrate W via the paddle shaft 208.

めっき液２０１は、めっき液槽２０２を満たした後、溢流堰２０３をオーバフローしてオーバフロー槽２０４に流れ込み、該オーバフロー槽２０４から吐出され、循環ライン２１２に設けられた循環ポンプ２０９、恒温ユニット２１０、フィルタ２１１を通って再びめっき液槽２０２内にその底部から流入し、循環するようになっている。基板Ｗとアノード２０６の間にはめっき電源２１３が接続され直流電圧を印加し、アノード電極２０６から基板Ｗにめっき電流が流れることにより、基板Ｗの表面にめっき膜が形成される。また、均一なめっき膜を形成するため、パドル２０７で基板Ｗとアノード電極２０６間のめっき液を攪拌している。
特開２００４−１６２１２９号公報 After filling the plating solution tank 202, the plating solution 201 overflows the overflow weir 203, flows into the overflow tank 204, is discharged from the overflow tank 204, and is provided with a circulation pump 209 and a constant temperature unit 210 provided in the circulation line 212. Through the filter 211, it again flows into the plating solution tank 202 from its bottom and circulates. A plating power source 213 is connected between the substrate W and the anode 206 to apply a DC voltage, and a plating current flows from the anode electrode 206 to the substrate W, whereby a plating film is formed on the surface of the substrate W. Further, in order to form a uniform plating film, the plating solution between the substrate W and the anode electrode 206 is stirred by the paddle 207.
JP 2004-162129 A

上記のように、従来のディップ方式のめっき装置では、めっき処理中、パドル２０７を基板Ｗに対して平行に往復動させて基板Ｗとアノード電極２０６間のめっき液を攪拌し、均一なめっき膜が形成されるようにしているが、上述のようにめっき液２０１をめっき液槽２０２の底部から供給して、溢流堰２０３の上端からオーバフローさせるようにしているため、このめっき液２０１の流れに強い影響を受けためっき膜が形成され、基板Ｗの表面に形成されるめっき膜の内面均一性にも一定の限界があるのが現状である。このように、めっき液の流れに強い影響を受けためっき膜が形成され、めっき膜の面内均一性にも一定の限界があるのは、無電解めっき装置においても同様である。   As described above, in the conventional dip-type plating apparatus, during the plating process, the paddle 207 is reciprocated in parallel with the substrate W, and the plating solution between the substrate W and the anode electrode 206 is stirred to obtain a uniform plating film. However, since the plating solution 201 is supplied from the bottom of the plating solution tank 202 and overflows from the upper end of the overflow weir 203 as described above, the flow of the plating solution 201 is In the present situation, a plating film that is strongly influenced by the surface is formed, and the inner surface uniformity of the plating film formed on the surface of the substrate W also has a certain limit. As described above, the plating film that is strongly influenced by the flow of the plating solution is formed, and the in-plane uniformity of the plating film has a certain limit as well in the electroless plating apparatus.

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、気泡の抜けが良いディップ方式を採用し、しかもめっき槽内のめっき液の流れを調節して、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高めることができるめっき装置及びめっき方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, adopting a dip method that eliminates bubbles and adjusting the flow of the plating solution in the plating tank to achieve in-plane uniformity of the plating film thickness. It aims at providing the plating apparatus and plating method which can be improved more.

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面にめっき液を噴射する単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを設置したことを特徴とするめっき装置にある。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a single slit-shaped plating solution jet that injects a plating solution onto a surface to be plated of a material to be plated disposed inside a plating tank that holds the plating solution. The plating apparatus is characterized in that a plating solution injection nozzle having an outlet or a plurality of slit-like plating solution outlets arranged in series is provided.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルは複数個であり、該複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the plating apparatus according to claim 1, wherein there are a plurality of the plating solution spray nozzles, and the plurality of plating solution spray nozzles are opposed to the surface to be plated of the material to be plated. And arranged side by side.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に平行に移動させるめっき液噴射ノズル移動手段を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the plating apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a plating solution spray nozzle moving means for moving the plating solution spray nozzle in parallel with the surface to be plated of the material to be plated. It is characterized by that.

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとし、一つのスリット状噴射口から噴射されるめっき液流量を制御できる流量制御手段を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the plating apparatus according to any one of the first to third aspects, a slit width of the slit-shaped plating solution outlet is 0.05 to 1.0 mm. It is characterized by comprising a flow rate control means capable of controlling the flow rate of the plating solution ejected from one slit-like ejection port.

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the plating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a plating solution jet flow velocity at the tip of the plating solution jet outlet of the plating solution jet nozzle is 5 to 20 m / s. It is characterized by being.

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターするモニター手段を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the flow rate of the plating solution sprayed from the slit-like plating solution outlet and / or the pressure in the nozzle. It is characterized by having a monitoring means for monitoring the above.

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、該センサの検出信号を前記めっき液噴射ノズルにめっき液を供給するめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたことを特徴とする。   Moreover, the invention according to claim 7 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the flow rate for detecting the flow rate of the plating solution sprayed from the slit-like plating solution ejection port is provided. A sensor and / or a sensor for detecting the pressure in the nozzle is provided, and a plating solution flow rate adjustment for adjusting the flow rate of the plating solution by feeding back a detection signal of the sensor to a plating solution supply means for supplying the plating solution to the plating solution injection nozzle. Means are provided.

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口先端と被めっき材との距離は、１〜３０ｍｍであることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a distance between the tip of the slit-shaped plating solution outlet and the material to be plated is 1 to 30 mm. It is characterized by being.

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在することを特徴とする。   The invention according to claim 9 is characterized in that, in the plating apparatus according to any one of claims 1 to 8, the spray nozzle exists between the material to be plated and the anode electrode.

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したことを特徴とする。   The invention described in claim 10 is characterized in that, in the plating apparatus according to any one of claims 1 to 9, an anode electrode is disposed in the plating solution spray nozzle.

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the plating apparatus includes two or more of the plating solution injection nozzles, and controls the flow rate in consideration of the flow conductance of the plating solution. It is characterized by having a flow distribution means for dividing.

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき槽から吐出されためっき液はポンプにより、管を介して前記めっき液噴射ノズルに送られ循環するようになっており、前記管は可撓性材からなり前記めっき液噴射ノズルの移動に追従可能に構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 12 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the plating solution discharged from the plating tank is pumped by the plating solution injection nozzle through a pipe. The tube is made of a flexible material and is configured to follow the movement of the plating solution spray nozzle.

また、請求項１３に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面に対向して単一のスリット状のめっき噴射出口又は複数の直列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを配置し、該めっき液噴射ノズルの噴射口からめっき液を噴射すると共に、該めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら前記被めっき材の被めっき面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法にある。   Further, the invention according to claim 13 is a single slit-shaped plating outlet or a plurality of serially-connected plating outlets facing the surface to be plated of the material to be plated disposed inside the plating tank holding the plating solution. A plating solution injection nozzle having a slit-like plating solution ejection port is disposed, and the plating solution is ejected from the ejection port of the plating solution ejection nozzle, and the plating solution ejection nozzle is applied to the surface to be plated of the material to be plated. A plating method is characterized in that plating is performed on a surface to be plated of the material to be plated while being moved in parallel.

請求項１に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルの単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口から高流速のめっき液を被めっき材の被めっき面に向かって噴射しながらめっきできるので、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき装置を提供できる。   According to the first aspect of the present invention, a high-flow-rate plating solution is plated from a single slit-like plating solution outlet of the plating solution injection nozzle or from a plurality of slit-like plating solution outlets arranged in series. Since plating can be performed while spraying toward the plated surface of the material, a plating apparatus capable of forming a plated film with a uniform film thickness on the plated surface can be provided.

請求項２に記載の発明によれば、複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したので、被めっき面に更に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき装置を提供できる。   According to the invention described in claim 2, since the plurality of plating solution spray nozzles are arranged side by side facing the surface to be plated of the material to be plated, it is possible to form a plating film having a more uniform film thickness on the surface to be plated. A plating apparatus can be provided.

請求項３に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に平行に移動させながらめっきできるので、被めっき面に更に均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。   According to the third aspect of the present invention, plating can be performed while the plating solution spray nozzle is moved in parallel to the surface to be plated of the material to be plated, so that a plating film having a more uniform thickness can be formed on the surface to be plated. it can.

請求項４に記載の発明によれば、めっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとすることにより、めっき液噴出口から厚さ０．０５〜１．０ｍｍの薄い帯状の高流速のめっき液を、被めっき材の被めっき面に向かって噴射でき、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できる。   According to invention of Claim 4, the slit width | variety of a plating solution jet nozzle shall be 0.05-1.0 mm, and it is a thin strip-shaped high thickness 0.05-1.0 mm from a plating solution jet nozzle. The plating solution having a flow rate can be sprayed toward the surface to be plated of the material to be plated, and a plating film having a uniform film thickness can be formed on the surface to be plated.

請求項５に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓとすることにより、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できる。   According to the invention of claim 5, a plating film having a uniform film thickness is formed on the surface to be plated by setting the plating solution injection flow velocity at the tip of the plating solution outlet of the plating solution injection nozzle to 5 to 20 m / s. it can.

請求項６に記載の発明によれば、モニター手段でめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターしながらめっき処理を行うことができ、状況に応じてめっき液の流量やノズル内圧力を調節して、めっきを行うことができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the plating process can be performed while monitoring the flow rate of the plating solution sprayed from the plating solution outlet and / or the pressure in the nozzle by the monitoring means. The plating can be carried out by adjusting the flow rate and the pressure in the nozzle.

請求項７に記載の発明によれば、スリット状の噴射口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、センサの検出信号をめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたので、めっき処理状況に応じてめっき液の流量を調節して最適なめっきを行うことができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the flow rate sensor for detecting the flow rate of the plating solution sprayed from the slit-like injection port and / or the sensor for detecting the pressure in the nozzle are provided, and the detection signal of the sensor is supplied to the plating solution. Since the plating solution flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the plating solution by feeding back to the means is provided, it is possible to perform optimum plating by adjusting the flow rate of the plating solution according to the plating processing situation.

請求項８に記載の発明によれば、めっき液噴出口先端と被めっき材との距離を１〜３０ｍｍとすることにより、めっき液噴出口から噴射されめっき液が乱れることなく容易に被めっき材の被めっき面に到達でき、均一な膜厚のめっき膜を形成できる。   According to the invention described in claim 8, by setting the distance between the tip of the plating solution outlet and the material to be plated to be 1 to 30 mm, the material to be plated can be easily ejected from the plating solution outlet without disturbing the plating solution. The plating film having a uniform film thickness can be formed.

請求項９に記載の発明によれば、噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在するので、被めっき材の被めっき面に均一な膜厚の電解めっき膜を形成できる。   According to the ninth aspect of the invention, since the spray nozzle exists between the material to be plated and the anode electrode, an electrolytic plating film having a uniform film thickness can be formed on the surface to be plated of the material to be plated.

請求項１０に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したので、めっき槽内に被めっき材に対向して別途アノード電極を設けることなく、装置構成が簡単で且つ小型化ができる。   According to the invention described in claim 10, since the anode electrode is disposed in the plating solution spray nozzle, the apparatus configuration is simple and small without separately providing an anode electrode facing the material to be plated in the plating tank. Can be made.

請求項１１に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたので、各めっき液噴射ノズルのめっき噴射出口から噴出するめっき液流量をめっき処理状況に応じて調節して最適なめっきを行うことができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, since there are provided two or more plating solution injection nozzles and flow distribution means for distributing the flow rate in consideration of the flow conductance of the plating solution, the plating injection of each plating solution injection nozzle. Optimal plating can be performed by adjusting the flow rate of the plating solution ejected from the outlet according to the plating process status.

また、請求項１２に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルにめっき液を供給する管を可撓性材からなる管とするので簡単な構成でめっき液噴射ノズルの移動に追従しながらめっき液を供給できる。   According to the invention of claim 12, since the pipe for supplying the plating solution to the plating solution spray nozzle is a tube made of a flexible material, the plating is performed while following the movement of the plating solution spray nozzle with a simple configuration. Liquid can be supplied.

請求項１３に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら該めっき液噴射ノズルの単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口から高流速のめっき液を被めっき材の被めっき面に向かって噴射しながらめっきできるので、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき方法を提供できる。   According to the invention of claim 13, while moving the plating solution spray nozzle in parallel to the surface to be plated of the material to be plated, a single slit-shaped plating solution outlet or a plurality of the plating solution spray nozzles of the plating solution spray nozzle Since plating can be performed while jetting a high flow rate plating solution from the slit-shaped plating solution outlets arranged in series toward the surface to be plated, a plating film with a uniform film thickness can be formed on the surface to be plated A plating method can be provided.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図２及び図３は本発明に係るめっき装置の構成例を示す図で、図２は縦断面図、図３はめっき槽の基板ホルダとアノード電極の配置状態を示す平面図である。本めっき装置１０は、電解めっき装置で内部にめっき液Ｑを収容するめっき液槽１１と、該めっき液槽１１の溢流堰１２の上端をオーバフローしためっき液Ｑを収容するオーバフロー槽１３を備えている。めっき液槽１１のめっき液Ｑに基板ホルダ１４に保持された基板Ｗとアノード電極（陽極電極）１５とを垂直に浸漬させて所定の間隔をおいて互い対向させて配置し、該基板Ｗとアノード電極１５の間に後詳述する構造のめっき液Ｑを噴射するめっき液噴射ノズル１６を垂直に配置している。めっき液噴射ノズル１６の先端と基板Ｗの表面との距離は１〜３０ｍｍとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 and 3 are views showing a configuration example of a plating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view, and FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of a substrate holder and an anode electrode of a plating tank. The present plating apparatus 10 includes a plating solution tank 11 for storing a plating solution Q therein and an overflow tank 13 for storing a plating solution Q that overflows the upper end of the overflow weir 12 of the plating solution tank 11. ing. The substrate W held by the substrate holder 14 and the anode electrode (anode electrode) 15 are vertically immersed in the plating solution Q of the plating solution tank 11 and arranged to face each other at a predetermined interval. A plating solution injection nozzle 16 for injecting a plating solution Q having a structure described in detail later is disposed vertically between the anode electrodes 15. The distance between the tip of the plating solution injection nozzle 16 and the surface of the substrate W is 1 to 30 mm.

めっき液噴射ノズル１６は複数個（ここでは２個）であり、その上端部がシャフト１７に所定の間隔で固定されている。シャフト１７の下面には、ラック１８が設けられ、該ラック１８に歯合するピニオン１９をモータ２０で正逆転することにより、シャフト１７は矢印Ａ方向に往復動し、めっき液噴射ノズル１６も同じ方向に往復動する。めっき液噴射ノズル１６は図４に示すように長尺でその断面が１辺に凸状部１６ｂが形成された略矩形状で、その中央部に長さ方向に沿ってめっき液供給穴１６ａが形成されている。また、凸状部１６ｂの頂部にめっき液供給穴１６ａに連通するスリット状のめっき液噴出口１６ｃが複数個直列に配列されて形成されている。めっき液供給穴１６ａにめっき液を所定の圧力で供給することにより、めっき液噴出口１６ｃからその形状に相当する帯状（平板状）のめっき液が噴出される。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。   There are a plurality (two in this case) of plating solution injection nozzles 16, and the upper ends thereof are fixed to the shaft 17 at a predetermined interval. A rack 18 is provided on the lower surface of the shaft 17, and the shaft 17 reciprocates in the direction of arrow A by rotating the pinion 19 engaged with the rack 18 in the forward and reverse directions by the motor 20, and the plating solution injection nozzle 16 is the same. Reciprocates in the direction. As shown in FIG. 4, the plating solution injection nozzle 16 is long and has a substantially rectangular shape with a cross-section formed with a convex portion 16b on one side, and a plating solution supply hole 16a is formed along the length direction at the center. Is formed. A plurality of slit-shaped plating solution jets 16c communicating with the plating solution supply hole 16a are arranged in series at the top of the convex portion 16b. By supplying the plating solution to the plating solution supply hole 16a at a predetermined pressure, a belt-like (flat plate) plating solution corresponding to the shape is ejected from the plating solution outlet 16c. 4 (a) is a plan view, FIG. 4 (b) is a front view, and FIG. 4 (c) is a BB cross-sectional view.

各めっき液噴射ノズル１６にはマニホールド２１から分岐する管２２が接続され、該マニホールド２１にはフレキシブル管２３を介して流量・圧力計２４が接続され、該流量・圧力計２４にはポンプ２５の吐出し口が配管２６を介して接続され、該ポンプ２５の吸込み口は配管２６を介してオーバフロー槽１３のめっき液排出口に接続されている。ポンプ２５によりオーバフロー槽１３に排出されためっき液Ｑを配管２６、流量・圧力計２４、フレキシブル管２３、マニホールド２１及び管２２を通して各めっき液噴射ノズル１６に供給することにより、めっき液噴射ノズル１６のスリット状のめっき液噴出口１６ｃからめっきｑ１、ｑ２、ｑ３・・が基板Ｗに向かって噴射される。めっき液Ｑはめっき液槽１１内を満たした後、溢流堰１２の上端をオーバフローしてオーバフロー槽１３に流れ込む。   A pipe 22 branched from the manifold 21 is connected to each plating solution injection nozzle 16, and a flow rate / pressure gauge 24 is connected to the manifold 21 via a flexible pipe 23, and a pump 25 is connected to the flow rate / pressure gauge 24. The discharge port is connected via a pipe 26, and the suction port of the pump 25 is connected to the plating solution discharge port of the overflow tank 13 via the pipe 26. By supplying the plating solution Q discharged to the overflow tank 13 by the pump 25 to each plating solution injection nozzle 16 through the pipe 26, the flow rate / pressure gauge 24, the flexible pipe 23, the manifold 21 and the pipe 22, the plating solution injection nozzle 16 is provided. Plating q1, q2, q3... Are ejected toward the substrate W from the slit-shaped plating solution outlet 16c. After the plating solution Q fills the plating solution tank 11, it overflows the upper end of the overflow weir 12 and flows into the overflow tank 13.

基板ホルダ１４に保持された基板Ｗとアノード電極１５の間には直流のめっき電源２７が接続され、該めっき電源２７から基板Ｗとアノード電極１５間に所定の直流電圧を印加することにより、アノード電極１５から基板Ｗにめっき電流が流れ、基板Ｗの表面にめっき膜が形成される。この基板Ｗのめっき処理に際し、各めっき液噴射ノズル１６がとり付けられたシャフト１７は、ラック１８、ピニオン１９及びモータ２０で構成されるノズル移動機構により、基板Ｗに対して平行に所定のストロークで往復動させてめっき液を基板Ｗの表面に向けて噴射する。これにより、各めっき液噴射ノズル１６は基板Ｗの被めっき面にめっき液を均一に供給する機能と、該めっき液槽１１内にめっき液Ｑを供給する機能を奏する。   A DC plating power supply 27 is connected between the substrate W held by the substrate holder 14 and the anode electrode 15, and a predetermined DC voltage is applied from the plating power supply 27 between the substrate W and the anode electrode 15. A plating current flows from the electrode 15 to the substrate W, and a plating film is formed on the surface of the substrate W. During the plating process of the substrate W, the shaft 17 to which each plating solution jet nozzle 16 is attached is moved in a predetermined stroke parallel to the substrate W by a nozzle moving mechanism including a rack 18, a pinion 19 and a motor 20. Then, the plating solution is sprayed toward the surface of the substrate W. Thus, each plating solution spray nozzle 16 has a function of uniformly supplying the plating solution to the surface to be plated of the substrate W and a function of supplying the plating solution Q into the plating solution tank 11.

めっき液噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃから噴出するめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３・・の噴出速度は、ポンプ２５からマニホールド２１に供給されるめっき液Ｑの流量と圧力によって決定される。従って、流量・圧力計２４により検出された流量・圧力をポンプ２５にフィードバックすることにより、めっき液噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃから噴出されるめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３・・の噴出速度及び流量を制御できる。マニホールド２１はめっき液Ｑの流れコンダクタンスを考慮した各めっき液噴射ノズル１６にめっき液流量を振分ける。   The ejection speed of the plating solutions q1, q2, q3... Ejected from the plating solution ejection port 16c of the plating solution ejection nozzle 16 is determined by the flow rate and pressure of the plating solution Q supplied from the pump 25 to the manifold 21. Therefore, by feeding back the flow rate / pressure detected by the flow rate / pressure gauge 24 to the pump 25, the ejection speed of the plating solutions q1, q2, q3,... Ejected from the plating solution ejection port 16c of the plating solution ejection nozzle 16 And the flow rate can be controlled. The manifold 21 distributes the plating solution flow rate to each plating solution injection nozzle 16 in consideration of the flow conductance of the plating solution Q.

フレキシブル管２３の長さは、シャフト１７、即ちめっき液噴射ノズル１６が所定のストロークで往復動するのに支障がなく、スムーズに追従できる長さとする。なお、上記例ではシャフト１７を往復動させるノズル移動機構としてラック１８とピニオン１９の組合せを用いたが、ノズル移動機構はこれに限定されるものではなく、ラックとウォームとからなるノズル移動機構、リニアスライダからなる駆動機構等、シャフト１７を所定のストロークで往復動できる駆動機構であればよい。   The length of the flexible tube 23 is set to such a length that the shaft 17, that is, the plating solution injection nozzle 16 can be reciprocated with a predetermined stroke without causing any trouble. In the above example, the combination of the rack 18 and the pinion 19 is used as the nozzle moving mechanism for reciprocating the shaft 17, but the nozzle moving mechanism is not limited to this, and a nozzle moving mechanism comprising a rack and a worm, Any drive mechanism that can reciprocate the shaft 17 with a predetermined stroke, such as a drive mechanism including a linear slider, may be used.

めっき液噴射ノズル１６は図４に示すように、スリット状の複数のめっき液噴出口１６ｃを直列に配置したものに限定されるものではなく、図５に示すように、単一の長いスリット状のめっき液噴出口１６ｄを設けた構成でもよい。なお、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図である。スリット状のめっき液噴出口１６ｃ、１６ｄのスリット幅寸法は０．０５〜１．０ｍｍとする。また、めっき液噴射ノズル１６の断面形状を図４、図５でき略矩形形状としたが、これに限定されるものではなく、直立に配列されたスリット状のめっき液噴出口、又は単一のスリット状のめっき液噴出口を有し、該めっき液噴出口から帯状（平板状）のめっき液を噴射できる構成であれば、断面形状は特に限定されない。   As shown in FIG. 4, the plating solution jet nozzle 16 is not limited to a plurality of slit-like plating solution jets 16c arranged in series. As shown in FIG. 5, a single long slit shape is used. The structure provided with the plating solution outlet 16d may be used. 5A is a plan view and FIG. 5B is a front view. The slit width dimension of the slit-shaped plating solution outlets 16c and 16d is 0.05 to 1.0 mm. Moreover, although the cross-sectional shape of the plating solution injection nozzle 16 can be made into a substantially rectangular shape as shown in FIGS. 4 and 5, the present invention is not limited to this, and a slit-like plating solution injection port arranged upright or a single shape The cross-sectional shape is not particularly limited as long as it has a slit-like plating solution outlet and can eject a strip-like (flat plate) plating solution from the plating solution outlet.

また、流量・圧力計２４により検出されためっき液の流量や圧力からめっき液圧力から各噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃ、１６ｄから噴射されるめっき液の流量や各液噴射ノズル１６内の圧力を算出し、噴射されるめっき液の流量とノズル内圧力、又はめっき液流量のみ、又はノズル内圧力のみをモニターするモニタ装置（図示せず）を設けることにより、めっき液の噴射流量やノズル圧力を常時監視し、めっき処理を最適の状態に維持調節することができる。   Further, from the plating solution flow rate and pressure detected by the flow rate / pressure gauge 24, the plating solution flow rate and the inside of each solution injection nozzle 16 injected from the plating solution outlets 16 c and 16 d of each injection nozzle 16 from the plating solution pressure. By providing a monitoring device (not shown) that calculates the pressure and monitors the flow rate of the plating solution to be sprayed and the pressure in the nozzle, or only the flow rate of the plating solution, or only the pressure in the nozzle. The pressure can be constantly monitored and the plating process can be maintained and adjusted to an optimum state.

上記構成のめっき装置において、下記の条件で、開口（ホール）の径１００μｍ−開口の深さ５０〜２００μｍの開口が形成され、全面Ｃｕシード膜（レジストなし）の基板Ｗにめっき処理を行った結果、開口をボイドなく埋め込むことができた。これに対して従来のめっき装置では、全面にＣｕシード膜が形成された基板の該Ｃｕシード膜の上にある開口の径１０μｍ−深さ５０μｍのホールに対して、めっき電源から電流密度のＤＣ５ｍＡ／ｃｍ2の電流を流してめっきを行い開口の埋め込みを行うと、開口底部にボイドが生じていた。 In the plating apparatus having the above configuration, an opening having a diameter of 100 μm and an opening depth of 50 to 200 μm was formed under the following conditions, and the entire surface of the Cu seed film (no resist) substrate W was plated. As a result, the opening could be embedded without voids. On the other hand, in a conventional plating apparatus, a current density of DC 5 mA is applied from a plating power source to a hole having a diameter of 10 μm and a depth of 50 μm on the Cu seed film of a substrate having a Cu seed film formed on the entire surface. When plating was performed by applying a current of / cm 2 to embed the opening, a void was generated at the bottom of the opening.

〔ノズル設置条件〕
・めっき液噴射ノズル１６の本数：２本
・めっき液噴射ノズル１６と１６の間隔：１００ｍｍ
・めっき液噴射ノズル１６の往復動回数：３０ｒｐｍ
・めっき液噴射ノズル１６の先端と基板Ｗ間の距離：１０ｍｍ
・スリット状めっき液噴出口先端でのめっき液の流速：１０ｍ／ｓ [Nozzle installation conditions]
-Number of plating solution injection nozzles 16: 2-Distance between plating solution injection nozzles 16 and 16: 100 mm
-Number of reciprocations of the plating solution injection nozzle 16: 30 rpm
-Distance between the tip of the plating solution injection nozzle 16 and the substrate W: 10 mm
-Flow rate of plating solution at the tip of slit-shaped plating solution outlet: 10 m / s

〔めっき液組成条件〕
・無機成分：ＣｕＳＯ4
・５Ｈ2Ｏ＝１５０−２５０ｇ／Ｌ
・Ｈ2ＳＯ4＝５−１００ｇ／Ｌ
・Ｃｌ＝３０−６０ｐｐｍ、
・有機成分：ポリマー：ＰＰＧ５００ｐｐｍ
・キャリアー：ＳＰＳ５ｐｐｍ
・レベラー：ポリエチレンイミン１ｐｐｍ [Plating solution composition conditions]
Inorganic component: CuSO 4
・ 5H 2 O = 150-250 g / L
・ H 2 SO 4 = 5-100g / L
-Cl = 30-60 ppm,
Organic component: Polymer: PPG 500 ppm
・ Carrier: SPS 5ppm
・ Leveler: Polyethyleneimine 1ppm

〔めっき電流密度−めっき時間〕
・めっき電流密度：ＤＣ５ｍＡ／ｃｍ2
・めっき時間：１−１０時間 [Plating current density-plating time]
・ Plating current density: DC 5 mA / cm 2
・ Plating time: 1-10 hours

図６は本発明に係るめっき装置に用いるめっき液噴射ノズルの他の構成例を示す図である。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。図示するように、本めっき液噴射ノズル１６は、めっき液供給穴１６ａに連通する単一のスリット状のめっき液噴出口１６ｄを設けた点は、図５に示すめっき液噴射ノズル１６と同じ構成であるが、ここではめっき液供給穴１６ａの中央部に棒状のアノード電極２８を設けている。これにより、めっき液噴射ノズル１６とアノード電極は一体となり、めっき液槽１１内に図２に示すように基板Ｗに対向してアノード電極１５を配置する必要がなくなる。めっき液噴射ノズル１６を基板Ｗに対して平行に移動させるとアノード電極２８も同時に移動する。なお、図示は省略するが、図４に示すようにスリット状のめっき液噴出口１６ｃを複数設けた構成のめっき液噴射ノズル１６のめっき液供給穴１６ａに棒状のアノード電極２８を設けた構成としてもよい。   FIG. 6 is a view showing another configuration example of the plating solution spray nozzle used in the plating apparatus according to the present invention. 6A is a plan view, FIG. 6B is a front view, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line CC. As shown in the figure, the present plating solution jet nozzle 16 has the same configuration as the plating solution jet nozzle 16 shown in FIG. 5 in that a single slit-like plating solution jet port 16d communicating with the plating solution supply hole 16a is provided. However, here, a rod-like anode electrode 28 is provided in the center of the plating solution supply hole 16a. Thereby, the plating solution injection nozzle 16 and the anode electrode are integrated, and it is not necessary to arrange the anode electrode 15 in the plating solution tank 11 so as to face the substrate W as shown in FIG. When the plating solution spray nozzle 16 is moved parallel to the substrate W, the anode electrode 28 is also moved simultaneously. Although not shown, as shown in FIG. 4, a rod-shaped anode electrode 28 is provided in the plating solution supply hole 16a of the plating solution injection nozzle 16 having a plurality of slit-like plating solution outlets 16c. Also good.

図７は図６に示すめっき液噴射ノズル１６を用いるめっき装置のめっき液槽１１内の概略構成、即ち基板Ｗとめっき液噴射ノズル平面配置を示す図である。めっき液槽１１のめっき液Ｑ内に基板ホルダ１４に保持された基板Ｗを互いに所定の間隔を設けて配置する。そして該対向して配置された基板Ｗと基板Ｗの間の領域にスプロケット２９、３０に支持され、基板Ｗと基板Ｗに沿って平行に回転移動するノズル支持帯３１を具備するノズル移動駆動機構を配置している。このノズル移動駆動機構３２のノズル支持帯３１に所定の間隔で図６に示す構成のめっき液噴射ノズル１６をとり付けている。このようにめっき液槽１１（図示を省略）内のめっき液Ｑ中に基板Ｗと基板Ｗを所定の間隔で浸漬配置し、該基板Ｗと基板Ｗに対向して複数のめっき液噴射ノズル１６からめっき液ｑを噴射させながら、ノズル支持帯３１を移動させることにより、基板Ｗと基板Ｗの表面に膜厚の均一なめっき膜を形成できる。   FIG. 7 is a view showing a schematic configuration in the plating solution tank 11 of the plating apparatus using the plating solution injection nozzle 16 shown in FIG. 6, that is, a substrate W and a plating solution injection nozzle plane arrangement. The substrates W held by the substrate holder 14 are arranged in the plating solution Q of the plating solution tank 11 with a predetermined interval therebetween. A nozzle movement drive mechanism comprising a nozzle support band 31 that is supported by sprockets 29 and 30 in a region between the substrate W and the substrate W arranged so as to face each other and that rotates and moves in parallel along the substrate W. Is arranged. 6 is attached to the nozzle support band 31 of the nozzle movement drive mechanism 32 at a predetermined interval. In this manner, the substrate W and the substrate W are immersed in the plating solution Q in the plating solution tank 11 (not shown) at a predetermined interval, and a plurality of plating solution injection nozzles 16 are opposed to the substrate W and the substrate W. By moving the nozzle support band 31 while spraying the plating solution q from the substrate W, a plating film having a uniform film thickness can be formed on the surface of the substrate W and the substrate W.

なお、ノズル移動駆動機構のノズル支持帯３１は同一方向に回転させるのではなく、所定の移動距離（ストローク）で往復動するようにスプロケット２９、３０を正転逆転させることにより、各めっき液噴射ノズル１６へめっき液の供給する手段をフレキシブル管のめっき液供給管で対応できることと、更にアノード電極２８へのめっき電源の供給もフレキシブル給電ケーブルで対応できることになり、装置構成が簡単となる。   The nozzle support band 31 of the nozzle movement drive mechanism is not rotated in the same direction, but the sprockets 29 and 30 are rotated in the forward and reverse directions so as to reciprocate at a predetermined movement distance (stroke). The means for supplying the plating solution to the nozzle 16 can be handled by the plating solution supply pipe of the flexible tube, and the supply of the plating power to the anode electrode 28 can also be handled by the flexible power supply cable, thereby simplifying the apparatus configuration.

図８は図２及び図３に示す構成のめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成を示す図である。この基板処理装置は、ロード・アンロード部４０、各一対の洗浄・乾燥処理部４１、第１基板ステージ４２、ベベルエッチ・薬液洗浄部４３及び第２基板ステージ４４、基板Ｗを１８０°反転させる機能を有する水洗部４５及び４基のめっき処理部（めっき装置）４６を有している。更に、ロード・アンロード部４０、洗浄・乾燥処理部４１及び第１基板ステージ４２の間で基板Ｗを受け渡しを行う第１搬送装置４８と、第１基板ステージ４２、ベベルエッチ・薬液洗浄部４３及び第２基板ステージ４４の間で基板Ｗの受渡しを行う第２搬送装置４９、第２基板ステージ４４、水洗部４５及びめっき処理部４６の間で基板Ｗの受渡しを行う第３搬送装置５０が備えられている。   FIG. 8 is a diagram showing a planar arrangement configuration of the substrate processing apparatus provided with the plating apparatus having the configuration shown in FIGS. 2 and 3. This substrate processing apparatus reverses the load / unload unit 40, each pair of cleaning / drying processing unit 41, first substrate stage 42, bevel etch / chemical solution cleaning unit 43, second substrate stage 44, and substrate W by 180 °. A washing unit 45 having functions and four plating processing units (plating apparatuses) 46 are provided. Further, a first transfer device 48 that delivers the substrate W among the load / unload unit 40, the cleaning / drying processing unit 41, and the first substrate stage 42, a first substrate stage 42, a bevel etch / chemical solution cleaning unit 43, and the like. And a second transport device 49 that delivers the substrate W between the second substrate stage 44, a third transport device 50 that delivers the substrate W between the second substrate stage 44, the water washing section 45, and the plating processing section 46. Is provided.

基板処理装置の内部は、仕切り壁５１によってめっき空間５３と清浄空間５２に仕切られ、これらの各めっき空間５３と清浄空間５２はそれぞれ独自に排気できるようになっている。そこで仕切り壁５１には、開閉自在なシャッタ（図示せず）が設けられている。また、清浄空間５２の圧力は、大気圧より低く、かつめっき空間５３の圧力より高くしてあり、これにより、清浄空間５２の空気がめっき装置の外部に流出することなく、且つめっき空間５３内の空気が清浄空間５２内に流入することがないようになっている。   The interior of the substrate processing apparatus is partitioned into a plating space 53 and a clean space 52 by a partition wall 51, and each of the plating space 53 and the clean space 52 can be independently evacuated. Therefore, the partition wall 51 is provided with an openable / closable shutter (not shown). Further, the pressure in the clean space 52 is lower than the atmospheric pressure and higher than the pressure in the plating space 53, so that the air in the clean space 52 does not flow out of the plating apparatus and in the plating space 53. The air does not flow into the clean space 52.

図９は、上記基板処理装置内の気流の流れを示す図である。清浄空間５２においては、配管５４により新鮮な外部空気が取込まれ、この外部空気は、ファンにより高性能フィルタ５５を通して清浄空間５２内に押込まれ、天井５６ａよりダウンフローのクリーンエアとして洗浄・乾燥処理部４１及びベベルエッチ・薬液洗浄部４３の周囲に供給される。供給されるクリーンエアの大部分は、床５６ｂから循環配管５７を通って天井５６ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５５を通してファンにより清浄空間５２内に押込まれて清浄空間５２内を循環する。一部の気流は洗浄・乾燥処理部４１及びベベルエッチ・薬液洗浄部４３内から配管５８により外部に排気される。これにより、清浄空間５２内は大気圧より低い圧力に設定される。   FIG. 9 is a diagram showing the flow of airflow in the substrate processing apparatus. In the clean space 52, fresh external air is taken in by the pipe 54, and this external air is pushed into the clean space 52 through the high-performance filter 55 by the fan, and cleaned and dried as down-flow clean air from the ceiling 56a. Supplied around the processing unit 41 and the bevel etch / chemical solution cleaning unit 43. Most of the supplied clean air is returned from the floor 56 b to the ceiling 56 a through the circulation pipe 57, and is again pushed into the clean space 52 by the fan through the high-performance filter 55 and circulates in the clean space 52. A part of the airflow is exhausted from the cleaning / drying processing unit 41 and the bevel etch / chemical solution cleaning unit 43 to the outside through the pipe 58. Thereby, the inside of the clean space 52 is set to a pressure lower than the atmospheric pressure.

水洗部４５及びめっき処理部４６が存在するめっき空間５３は、清浄空間ではない（汚染ゾーン）といいながらも、基板Ｗ表面にパーティクルが付着することは許されない。このため、配管５９から取込まれ高性能フィルタ６０を通して天井６１ａ側からファンによりめっき空間５３内に押込まれたダウンフローのクリーンエアを流すことにより、基板Ｗにパーティクルが付着することを防止している。しかしながら、ダウンフローを形成するクリーンエアの全流量を外部からの給排気に依存すると、膨大な給排気が必要になる。このため、めっき空間５３内の清浄空間５２より低い圧力に保つ程度にダクト６２より外部排気を行い、ダウンフローの大部分の気流を床６１ｂから延びる循環配管６３を通して循環気流でまかなうようにしている。   The plating space 53 in which the water washing section 45 and the plating processing section 46 exist is not a clean space (contamination zone), but particles are not allowed to adhere to the surface of the substrate W. For this reason, it is possible to prevent particles from adhering to the substrate W by flowing down-flow clean air taken from the pipe 59 through the high-performance filter 60 and pushed into the plating space 53 from the ceiling 61a side by the fan. Yes. However, if the total flow rate of clean air that forms the downflow depends on external supply and exhaust, enormous supply and exhaust are required. For this reason, external exhaust is performed from the duct 62 to such an extent that the pressure is kept lower than the clean space 52 in the plating space 53, and most of the downflow airflow is supplied by the circulating airflow through the circulation pipe 63 extending from the floor 61b. .

これにより、循環配管６３から天井６１ａ側に戻ったエアは、再びファンにより押込まれ高性能フィルタ６０を通ってめっき空間５３内にクリーンなエアとして供給されて循環する。ここで、水洗部４５、めっき処理部４６、第３搬送装置５０及びめっき液調整タンク６４からの薬液ミストや気体を含むエアは、前記ダクト６２を通って外部に排出されて、めっき空間５３内は、清浄空間５２より低い圧力に設定される。従って、シャッタ（図示せず）を開放すると、これらのエリア間の空気の流れは、ロード・アンロード部４０、清浄空間５２及びめっき空間５３の順に流れる。また、排気は、ダクト６２及び５８を通して、外部に排気される。   Thereby, the air returned from the circulation pipe 63 to the ceiling 61a side is again pushed by the fan, supplied through the high-performance filter 60 as clean air into the plating space 53, and circulates. Here, air containing chemical mist and gas from the water washing section 45, the plating processing section 46, the third transport device 50, and the plating solution adjustment tank 64 is discharged to the outside through the duct 62, and the inside of the plating space 53. Is set to a pressure lower than that of the clean space 52. Therefore, when the shutter (not shown) is opened, the air flow between these areas flows in the order of the load / unload unit 40, the clean space 52, and the plating space 53. Further, the exhaust is exhausted to the outside through the ducts 62 and 58.

次に、前述のように構成しためっき装置と電解エッチング装置を備えた配線形成装置の平面配置図を図１０に示す。この配線形成装置は、各一対のロード・アンロード部７０、洗浄・乾燥処理部７１、仮置き部７２、めっき処理部（電解めっき装置）７３、水洗部７４及びエッチング処理部７５を有し、更にロード・アンロード部７０、洗浄・乾燥処理部７１及び仮置き部７２との間で基板Ｗの受渡しを行う第１搬送機構７６と、仮置き部７２、めっき処理部７３、水洗部７４及びエッチング処理部７５との間で基板Ｗの受渡しを行う第２搬送機構７７が備えられている。めっき処理部７３に図２及び図３に示す構成のめっき装置１０を配置する。   Next, FIG. 10 shows a plan layout of a wiring forming apparatus provided with the plating apparatus and the electrolytic etching apparatus configured as described above. The wiring forming apparatus includes a pair of load / unload units 70, a cleaning / drying processing unit 71, a temporary storage unit 72, a plating processing unit (electrolytic plating apparatus) 73, a water washing unit 74, and an etching processing unit 75. Further, a first transport mechanism 76 that delivers the substrate W to / from the load / unload unit 70, the cleaning / drying processing unit 71, and the temporary placement unit 72, the temporary placement unit 72, the plating processing unit 73, the water washing unit 74, and the A second transport mechanism 77 for delivering the substrate W to and from the etching processing unit 75 is provided. The plating apparatus 10 having the configuration shown in FIGS. 2 and 3 is disposed in the plating processing unit 73.

この配線形成装置における配線形成処理を、図１０及び図１１を参照して説明する。先ず表面にシード層を形成した基板Ｗをロード・アンロード部７０から第１搬送機構７６で１枚ずつ取出し、仮置き部７２を経由してめっき処理部７３に搬入する（ステップＳＴ１）。   A wiring forming process in this wiring forming apparatus will be described with reference to FIGS. First, the substrates W having the seed layer formed on the surface are taken out one by one from the load / unload unit 70 by the first transport mechanism 76 and are carried into the plating processing unit 73 via the temporary placement unit 72 (step ST1).

次に、このめっき処理部７３でめっき処理を行って、図１２に示すように、基板Ｗの表面に銅層７を形成する（ステップＳＴ２）。この時、大穴の存在に伴う銅層７の凹み７ａの軽減を第１優先に考え、めっき液として、レベルリング性の優れたもの、例えば硫酸銅の濃度が高く、硫酸の濃度が低いレベルリング性の優れた組成、例えば、硫酸１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸１０〜１００ｇ／Ｌの組成を有し、レベリング性を向上させる添加剤、例えばポリアルキレンイミン、４級アンモニウム塩、カチオン染料などを含有したものを使用する。ここで、レベリング性とは、穴中ボトムアップ成長に優れた性質を意味する。   Next, a plating process is performed by the plating unit 73 to form a copper layer 7 on the surface of the substrate W as shown in FIG. 12 (step ST2). At this time, the first priority is given to the reduction of the recess 7a of the copper layer 7 due to the presence of the large hole, and the plating solution has an excellent leveling property, for example, a leveling with a high concentration of copper sulfate and a low concentration of sulfuric acid Additives that improve leveling properties, such as polyalkyleneimine, quaternary ammonium salts, cationic dyes, etc., having a composition with excellent properties, for example, sulfuric acid 100-300 g / L, sulfuric acid 10-100 g / L Use what you did. Here, the leveling property means a property excellent in bottom-up growth in a hole.

このように、レベリング性の優れためっき液を使用して基板Ｗの表面にめっきを施すことで、図１２に示すように、大穴内でのボトムアップ成長が促進され、平坦部における銅層７の膜厚ｔ１より、大穴部における銅層７の膜厚ｔ２の方が厚くなる。これによって、薄いめっき膜厚ｔ１で大穴を埋めることが可能になる。そして、必要に応じて、このめっき処理後の基板Ｗを水洗部７４に搬送して水洗し、しかる後、水洗後の基板Ｗをエッチング処理部７５に搬送する（ステップＳＴ３）。   Thus, by plating the surface of the substrate W using a plating solution having excellent leveling properties, as shown in FIG. 12, the bottom-up growth in the large hole is promoted, and the copper layer 7 in the flat portion is promoted. The film thickness t2 of the copper layer 7 in the large hole portion is thicker than the film thickness t1. This makes it possible to fill the large hole with a thin plating film thickness t1. Then, if necessary, the substrate W after the plating process is transported to the water washing unit 74 and washed with water, and then the substrate W after the water washing is conveyed to the etching processing unit 75 (step ST3).

次に、このエッチング処理部７５で基板Ｗの表面（被めっき面）に電解エッチング処理を施して、基板Ｗの表面に形成された銅層７のエッチングを行う（ステップＳＴ４）。この時、エッチング液として、エッチング促進剤として機能する添加剤、例えばピロリン酸、エチレンジアミン、アミノカルボン酸、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、イミノ二酢酸、ＴＥＴＡ、ＮＴＡなどやエッチング抑制剤として機能する添加剤、例えば４級アンモニウム塩、ポリマーなどの銅の錯体化合物、有機錯体又はその誘導体、或いはチオ尿素又はその誘導体などのような銅腐蝕電位を卑にする添加剤を含有したものを使用する。なお、ベース浴としては、硫酸、塩酸、硫酸過水、フッ酸過水などの酸や、アンモニア過水などのアルカリを使用してもよいが、それらに限定されるものではない。   Next, an electrolytic etching process is performed on the surface (surface to be plated) of the substrate W by the etching processing unit 75 to etch the copper layer 7 formed on the surface of the substrate W (step ST4). At this time, as an etchant, an additive functioning as an etching accelerator, such as pyrophosphoric acid, ethylenediamine, aminocarboxylic acid, EDTA, DTPA, iminodiacetic acid, TETA, NTA, or an additive functioning as an etching inhibitor, such as 4 A compound containing an additive which lowers the copper corrosion potential, such as a quaternary ammonium salt, a copper complex compound such as a polymer, an organic complex or a derivative thereof, or thiourea or a derivative thereof is used. In addition, as a base bath, you may use acids, such as a sulfuric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid perwater, hydrofluoric acid perwater, and alkalis, such as ammonia perwater, but it is not limited to them.

これにより、銅層７の盛り上がり部を選択的にエッチングして、銅層７の平坦性を向上させることができる。これによってもその後のＣＭＰ加工において、ＣＭＰレートを上げることなく、従って、ディッシングの発生を防止しつつ短時間で行うことができる。次に、必要に応じて、このエッチング処理後の基板Ｗを水洗部７４に搬送して水洗し、しかる後、水洗後の基板Ｗを洗浄・乾燥処理部７１に搬送する（ステップＳＴ５）。そして、この洗浄・乾燥処理部７１で基板Ｗの洗浄・乾燥処理を行い（ステップＳＴ６）、しかる後、この基板Ｗを第１搬送機構７６でロード・アンロード部７０のカセットに戻す（ステップＳＴ７）。   Thereby, the raised part of the copper layer 7 can be selectively etched, and the flatness of the copper layer 7 can be improved. This also allows the subsequent CMP processing to be performed in a short time without increasing the CMP rate and thus preventing the occurrence of dishing. Next, if necessary, the substrate W after the etching treatment is transported to the water washing section 74 and washed with water, and then the water washed substrate W is carried to the cleaning / drying processing section 71 (step ST5). Then, the cleaning / drying processing unit 71 performs cleaning / drying processing of the substrate W (step ST6), and then returns the substrate W to the cassette of the loading / unloading unit 70 by the first transport mechanism 76 (step ST7). ).

なお、めっき処理とエッチング処理を数回繰返して、１回のめっき処理毎に銅膜（銅層７）の盛り上がり部の選択的なエッチングを行うことで、銅膜の平坦度を更に向上させることできる。また、この例では、めっき処理とエッチング処理を１つの配線形成装置内で連続的に行うようにしているが、それぞれ独立した装置で個別に行うようにしてもよい。   In addition, the plating process and the etching process are repeated several times, and the flatness of the copper film is further improved by selectively etching the raised portion of the copper film (copper layer 7) for each plating process. it can. In this example, the plating process and the etching process are continuously performed in one wiring forming apparatus. However, they may be performed individually by independent apparatuses.

また、電解めっき装置及び電解エッチング装置として、同一の構成で、異なる電解液を使用するとともに、基板Ｗと電極（アノード電極又はカソード電極）との間に印加する電圧の極性が異なるようにしたものを使用しているが、例えば電解めっき装置として使用しても基板Ｗとアノード電極１５（図２参照）の間に印加する電圧の極性を変えることで、つまり、基板Ｗがアノード電極となり、アノード電極１５がカソードとなるように制御して、電解めっき装置が電解エッチング装置を兼ねるようにしてもよい。   In addition, as an electrolytic plating apparatus and an electrolytic etching apparatus, different electrolytes are used with the same configuration, and the polarity of the voltage applied between the substrate W and the electrode (anode electrode or cathode electrode) is different. For example, even if it is used as an electroplating apparatus, by changing the polarity of the voltage applied between the substrate W and the anode electrode 15 (see FIG. 2), that is, the substrate W becomes an anode electrode, The electrode 15 may be controlled to be a cathode so that the electrolytic plating apparatus also serves as an electrolytic etching apparatus.

図１３は上記電解めっき装置を使用した半導体製造装置の全体構成を示す平面図である。本半導体製造装置は、全体が長方形をなす床上のスペースの一端側に第１の研磨ユニット８０ａと第２の研磨ユニット８０ｂが左右に対向して配置され、他端側にそれぞれ半導体ウエハ等の基板Ｗを収納する基板カセット８１ａ、８１ｂを載置するロード・アンロード部８２が配置されている。そして、研磨ユニット８０ａ、８０ｂとロード・アンロード部８２を結ぶ線上に２台の搬送ロボット８３ａ、８３ｂが配置されている。   FIG. 13 is a plan view showing the overall configuration of a semiconductor manufacturing apparatus using the electrolytic plating apparatus. In this semiconductor manufacturing apparatus, a first polishing unit 80a and a second polishing unit 80b are arranged opposite to each other on one end side of a space on a floor having a rectangular shape as a whole, and a substrate such as a semiconductor wafer is disposed on the other end side. A load / unload section 82 for placing substrate cassettes 81a and 81b for storing W is disposed. Two transfer robots 83a and 83b are arranged on a line connecting the polishing units 80a and 80b and the load / unload unit 82.

更に搬送ラインに沿った一方側には、銅埋め込み用の第１のめっきユニット（電解めっき装置）８４、反転機を備えた銅膜厚検査ユニット８５及び反転機を備えた前処理ユニット８６が配置され、他方側には、リンス・乾燥装置８７、保護膜形成用の第２のめっきユニット（無電解めっき装置）８８及びロールスポンジを備えた洗浄ユニット８９が配置されている。研磨ユニット８０ａ、８０ｂの搬送ライン側には、基板Ｗを研磨ユニット８０ａ、８０ｂとの間で授受する上下動自在なプッシャ９０、９０が設けられている。   Furthermore, a first plating unit (electrolytic plating apparatus) 84 for embedding copper, a copper film thickness inspection unit 85 equipped with a reversing machine, and a pretreatment unit 86 equipped with a reversing machine are arranged on one side along the transfer line. On the other side, a rinsing / drying device 87, a second plating unit (electroless plating device) 88 for forming a protective film, and a cleaning unit 89 including a roll sponge are arranged. On the transfer line side of the polishing units 80a and 80b, pushers 90 and 90 that are movable up and down for transferring the substrate W to and from the polishing units 80a and 80b are provided.

上記半導体製造による半導体装置の配線形成例を、図１４を参照しながら説明する。図１４（ａ）に示すように、半導体素子を形成する半導体基板１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ2からなる絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線用の溝４を形成し、その上にＴａもしくはＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層６をスパッタリング等により形成した基板Ｗを用意する。 An example of forming a wiring of a semiconductor device by the semiconductor manufacturing will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14 (a), on a conductive layer 1a on a semiconductor substrate 1 to form a semiconductor device, for example, depositing an insulating film 2 made of SiO 2, the interior of the insulating film 2, for example, lithography A substrate W in which a contact hole 3 and a wiring groove 4 are formed by etching technique, a barrier layer 5 made of Ta or TaN or the like is formed thereon, and a seed layer 6 is formed thereon as a power feeding layer for electrolytic plating by sputtering or the like. Prepare.

上記表面にシード層６を形成した基板Ｗを基板カセット８１ａ、８１ｂから搬送ロボット８３ａで１枚ずつ取出し、第１のめっきユニット８４に搬入する。そして、この第１のめっきユニット８４で、図１４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅層７を堆積させて、溝４に銅の埋め込みを行う。銅層は、まず基板Ｗの表面の親水処理を行い、その後、銅めっきを行って形成する。この時、前述のように、めっきユニット８４を、極性を変えることで電解エッチング装置として使用して、銅層７の表面にエッチングを施すようにしてもよい。銅層７の形成後、同めっきユニット８４でリンス若しくは洗浄を行う。時間に余裕があれば、乾燥してもよい。   The substrates W having the seed layer 6 formed on the surface are taken out one by one from the substrate cassettes 81 a and 81 b by the transfer robot 83 a and are carried into the first plating unit 84. Then, in the first plating unit 84, as shown in FIG. 14B, the copper layer 7 is deposited on the surface of the substrate W, and the groove 4 is filled with copper. The copper layer is formed by first performing a hydrophilic treatment on the surface of the substrate W and then performing copper plating. At this time, as described above, the surface of the copper layer 7 may be etched by using the plating unit 84 as an electrolytic etching apparatus by changing the polarity. After the formation of the copper layer 7, rinsing or cleaning is performed by the plating unit 84. If time allows, you may dry.

そして、この銅を埋め込んだ基板Ｗを銅膜厚検査ユニット８５に搬送し、ここで銅層７の膜厚を測定し、必要に応じて、反転機で基板Ｗを反転させた後、搬送ロボット８３ｂにより研磨ユニット８０ａ又は８０ｂのプッシャ９０上に移送する。   And the board | substrate W which embedded this copper is conveyed to the copper film thickness test | inspection unit 85, the film thickness of the copper layer 7 is measured here, and after reverse | inverting the board | substrate W with a reversing machine as needed, a conveyance robot 83b is transferred onto the pusher 90 of the polishing unit 80a or 80b.

研磨ユニット８０ａ又は８０ｂでは、基板Ｗの研磨面を研磨テーブルに押圧しつつ、砥液を供給して研磨を行う。そして、例えば、基板Ｗの仕上がりを検査するモニタで終点（エンドポイント）を検知した時に、研磨を終了し、この研磨終了した基板Ｗを再度プッシャ９０上に戻し、一旦純水スプレーで洗浄する。次に、搬送ロボット８３ｂにより洗浄ユニット８９に搬送して、例えばロールスポンジで基板Ｗを洗浄する。これにより図１４（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線を形成する。   In the polishing unit 80a or 80b, polishing is performed by supplying a polishing liquid while pressing the polishing surface of the substrate W against the polishing table. Then, for example, when an end point is detected by a monitor for inspecting the finish of the substrate W, the polishing is finished, and the substrate W after the polishing is returned to the pusher 90 and once cleaned with pure water spray. Next, the wafer W is transferred to the cleaning unit 89 by the transfer robot 83b, and the substrate W is cleaned by, for example, a roll sponge. As a result, as shown in FIG. 14C, a wiring composed of the seed layer 6 and the copper layer 7 is formed inside the insulating film 2.

次に、この基板Ｗを前処理ユニット８６に搬送し、ここで、例えばＰｄ触媒の付与や、露出表面の酸化膜の除去等の前処理を行って、洗浄ユニット８９に搬送し、この洗浄ユニット８９で無電解めっき処理を施す。これによって、図１４（ｃ）に示すように、研磨後の露出した表面に、例えば無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐめっきを施して、配線８の外部に露出表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる保護膜（めっき膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。この保護膜９の膜厚は０．５〜５００ｎｍ、好ましくは１〜２００ｎｍ、更に好ましくは１０〜１００ｎｍ程度である。   Next, the substrate W is transported to a pretreatment unit 86 where pretreatment such as application of a Pd catalyst and removal of an oxide film on the exposed surface is performed, and the substrate W is transported to a cleaning unit 89. At 89, an electroless plating process is performed. As a result, as shown in FIG. 14C, for example, electroless Co—WP plating is applied to the exposed surface after polishing, and a Co—WP alloy film is formed on the exposed surface outside the wiring 8. A protective film (plating film) 9 is selectively formed to protect the wiring 8. The thickness of the protective film 9 is about 0.5 to 500 nm, preferably about 1 to 200 nm, and more preferably about 10 to 100 nm.

次に、図１５は図２及び図３に示すめっき液槽１１を使用してバンプを形成するようにした基板処理装置を示す平面図である。本基板処理装置には、半導体ウエハ等の基板Ｗを収納するカセット１００を搭載する２台のカセットテーブル１０１と、基板Ｗのオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１０２と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ１０３の同一円周方向に沿って備えられている。更に、この円周の接線方向に沿った位置には、基板ホルダ１０４を載置して基板Ｗの該基板ホルダ１０４との着脱を行う基板着脱部１０５が設けられ、この中心位置には、これらの間で基板Ｗを搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置１０６が配置されている。   Next, FIG. 15 is a plan view showing a substrate processing apparatus in which bumps are formed using the plating solution tank 11 shown in FIGS. The substrate processing apparatus includes two cassette tables 101 on which a cassette 100 for storing a substrate W such as a semiconductor wafer is mounted, an aligner 102 for aligning the orientation flat or notch of the substrate W in a predetermined direction, and a plating process. A spin dryer 103 that rotates and rotates a subsequent substrate at high speed is provided along the same circumferential direction. Further, a substrate attaching / detaching portion 105 for placing the substrate holder 104 and attaching / detaching the substrate W to / from the substrate holder 104 is provided at a position along the tangential direction of the circumference. A substrate transfer device 106 composed of a transfer robot for transferring the substrate W between the two is disposed.

そして、基板着脱部１０５側から順に、基板ホルダ１０４の保管及び一時仮置きを行うストッカ１０７、基板Ｗを純水に浸漬させて濡らすことで表面の親水性を良くするプリウェット槽１０８、基板Ｗの表面に形成したシート層表面の電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの薬液でエッチング除去するプリソーク槽１０９、基板Ｗの表面を純水で洗浄する第１の洗浄槽１１０ａ、洗浄後の基板Ｗの水切りを行うブロー槽１１１、第２の洗浄槽１１０ｂ及びめっきユニット１１２が順に配置されている。このめっきユニット１１２は、オーバーフロー槽１１３の内部に、前述の図２に示すめっき装置１０のめっき液槽１１を具備する複数のめっき装置を収納して構成され、各めっき液槽１１は、内部に基板ホルダに保持された１個の基板Ｗを収納してめっきを施すようになっている。なお、この例では、銅めっきについて説明するがニッケルやはんだ、更には金めっきにおいても同様であることは勿論である。   Then, in order from the substrate attaching / detaching portion 105 side, a stocker 107 for storing and temporarily placing the substrate holder 104, a pre-wet bath 108 for improving the hydrophilicity of the surface by immersing the substrate W in pure water, and wetting the substrate W, the substrate W A pre-soak tank 109 for etching and removing the oxide film having a large electrical resistance on the surface of the sheet layer with a chemical such as sulfuric acid or hydrochloric acid, a first cleaning tank 110a for cleaning the surface of the substrate W with pure water, A blow tank 111 for draining the substrate W, a second cleaning tank 110b, and a plating unit 112 are arranged in this order. The plating unit 112 is configured by housing a plurality of plating apparatuses including the plating solution tank 11 of the plating apparatus 10 shown in FIG. 2 in the overflow tank 113, and each plating solution tank 11 is provided inside. A single substrate W held by the substrate holder is accommodated and plated. In this example, copper plating will be described, but it goes without saying that the same applies to nickel, solder, and gold plating.

更に、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ１０４を基板とともに搬送する基板ホルダ搬送装置（基板搬送装置）１１４が備えられている。この基板ホルダ搬送装置１１４は、基板着脱部１０５とストッカ１０７との間で基板Ｗを搬送する第１のトランスポータ１１５と、ストッカ１０７と、プリウエット槽１０８、洗浄槽１１０ａ、１１０ｂ、ブロー槽１１１及びめっきユニット１１２との間で基板Ｗを搬送する第２のトランスポータ１１６を有している。この例では、第１のトランスポータ１１５は洗浄槽１１０ａまで移動可能で、第２のトランスポータ１１６との分担（移動）範囲を変えることができるようになっている。なお、第２のトランスポータ１１６を備えることなく、第１のトランスポータ１１５のみを備えるようにしてもよい。   Further, a substrate holder transfer device (substrate transfer device) 114 is provided that is located on the side of each device and transfers the substrate holder 104 together with the substrate between these devices. The substrate holder transport device 114 includes a first transporter 115 that transports the substrate W between the substrate attaching / detaching unit 105 and the stocker 107, the stocker 107, the prewetting tank 108, the cleaning tanks 110a and 110b, and the blow tank 111. And a second transporter 116 that transports the substrate W to and from the plating unit 112. In this example, the first transporter 115 can move to the cleaning tank 110a, and the sharing (moving) range with the second transporter 116 can be changed. Note that only the first transporter 115 may be provided without providing the second transporter 116.

また、この基板ホルダ搬送装置１１４のオーバフロー槽１１３を挟んだ反対側には、各めっき液槽１１の内部に位置してめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３、・・を噴射すると共に基板ホルダ１４に保持された基板Ｗに対して平行に移動するめっき液噴射ノズル１６（図２、図３参照）を駆動するめっき液噴射ノズル駆動装置１１７が配置されている。   Further, on the opposite side of the substrate holder transfer device 114 across the overflow tank 113, the plating solutions q 1, q 2, q 3,... A plating solution spray nozzle driving device 117 for driving a plating solution spray nozzle 16 (see FIGS. 2 and 3) that moves parallel to the substrate W is disposed.

前記基板着脱部１０５は、レール１１８に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート１１９を備えており、この載置プレート１１９に２個の基板ホルダ１０４を水平状態で並列に載置して、この一方の基板ホルダ１０４と基板搬送装置１０６との間で基板Ｗの受渡しを行った後、載置プレート１１９を横方向に向かってスライドさせて、他方の基板ホルダ１０４と基板搬送装置１０６との間で基板Ｗの受渡しを行うようになっている。   The substrate attaching / detaching portion 105 includes a flat plate-shaped mounting plate 119 that is slidable in the horizontal direction along the rail 118, and two substrate holders 104 are horizontally mounted in parallel on the mounting plate 119. Then, after delivering the substrate W between the one substrate holder 104 and the substrate transport device 106, the placement plate 119 is slid in the lateral direction, and the other substrate holder 104 and the substrate transport device are moved. The substrate W is delivered to and from the device 106.

上記のように構成した基板処理装置による一連のバンプめっき処理を説明する。先ず図１６（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層１２０を成膜し、このシード層１２０の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト１２１を全面に塗布した後、このレジスト１２１の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部１２１ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき処理面）を上にした状態でカセット１００に収容し、このカセット１００をカセットテーブル１０１に搭載する。このカセットテーブル１０１に搭載したカセット１００から、基板搬送装置１０６で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１０２に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１０２で方向を合わせた基板Ｗを基板搬送装置１０６で基板着脱部１０５まで搬送する。   A series of bump plating processes by the substrate processing apparatus configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 16A, a seed layer 120 as a power feeding layer is formed on the surface, and a resist 121 having a height H of 20 to 120 μm, for example, is applied to the entire surface of the seed layer 120. A substrate W provided with an opening 121a having a diameter D of about 20 to 200 μm, for example, at a predetermined position of the resist 121 is accommodated in the cassette 100 with its surface (surface to be plated) facing up. 100 is mounted on the cassette table 101. One substrate W is taken out from the cassette 100 mounted on the cassette table 101 by the substrate transfer device 106 and placed on the aligner 102 so that the positions of the orientation flat and the notch are aligned in a predetermined direction. The substrate W whose direction is adjusted by the aligner 102 is transferred to the substrate attaching / detaching unit 105 by the substrate transfer device 106.

基板着脱部１０５においては、ストッカ１０７内に収用されていた基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構（図示せず）で２基同時に把持し上昇させた後、基板着脱部１０５まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１０４を水平な状態とする。しかる後、２基の基板ホルダ１０４を下降させ、基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に同時に載置する。この時、シリンダ（図示せず）を作動させて基板ホルダ１０４を開いた状態にしておく。この状態で、中央側に位置する基板ホルダ１０４に基板搬送装置１０６で搬送した基板Ｗを挿入し基板ホルダ１０４を閉じて基板Ｗを装着し、次に、載置プレート１１９を横方向にスライドさせ、同様にして、他方の基板ホルダ１０４に基板Ｗを装着し、しかる後に、載置プレート１１９を元に戻す。   In the substrate attaching / detaching unit 105, two substrate holders 104 that have been stowed in the stocker 107 are simultaneously held and lifted by the holding mechanism (not shown) of the transporter 115 of the substrate holder transport device 114, and then the substrate attaching / detaching unit 105 The substrate holder 104 is transported to 105 and rotated by 90 ° to make the substrate holder 104 horizontal. Thereafter, the two substrate holders 104 are lowered and placed simultaneously on the placement plate 119 of the substrate attaching / detaching portion 105. At this time, a cylinder (not shown) is operated to keep the substrate holder 104 open. In this state, the substrate W transferred by the substrate transfer device 106 is inserted into the substrate holder 104 located on the center side, the substrate holder 104 is closed and the substrate W is mounted, and then the mounting plate 119 is slid in the horizontal direction. Similarly, the substrate W is mounted on the other substrate holder 104, and then the placement plate 119 is returned to its original position.

次に、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ１０７まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１０４を垂直な状態とし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１０４をストッカ１０７に吊下げ保持（仮置き）する。これらの基板着脱部１０５及び基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５においては、前記作業を順次繰り返して、ストッカ１０７内に収容された基板ホルダ１０４に順次基板Ｗを装着し、ストッカ１０７の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。   Next, two substrate holders 104 loaded with the substrate W are simultaneously held by the holding mechanism of the transporter 115 of the substrate holder transfer device 114, lifted, transferred to the stocker 107, rotated 90 °, and rotated to 90 °. Is then lowered, whereby the two substrate holders 104 are suspended and held (temporarily placed) on the stocker 107. In the substrate attaching / detaching unit 105 and the transporter 115 of the substrate holder transport device 114, the above operations are sequentially repeated, and the substrates W are sequentially mounted on the substrate holders 104 accommodated in the stocker 107. Suspend and hold (temporary placement).

一方、基板ホルダ搬送装置１１４の他方のトランスポータ１１６にあっては、基板Ｗを装着したストッカ１０７に仮置きした基板ホルダ１０４をこの把持機構（図示せず）で２基同時に把持し、上昇させた後、プリウェット槽１０８まで搬送し、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１０４をプリウェット槽１０８内に入れた、例えば純水に浸漬させて基板Ｗの表面を濡らして表面の親水性を良くする。なお、基板の表面を濡らして穴の中の空気を水に置換して親水性をよくできるものであれば、純水に限らないことは勿論である。   On the other hand, in the other transporter 116 of the substrate holder transfer device 114, two substrate holders 104 temporarily placed on the stocker 107 on which the substrate W is mounted are simultaneously held and lifted by this holding mechanism (not shown). After that, the substrate is transported to the pre-wet tank 108 and then lowered, whereby the two substrate holders 104 are placed in the pre-wet tank 108, for example, immersed in pure water to wet the surface of the substrate W. Improve surface hydrophilicity. Needless to say, it is not limited to pure water as long as it can wet the surface of the substrate and replace the air in the holes with water to improve the hydrophilicity.

次に、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、プリソーク槽１０９に搬送し、プリソーク槽１０９に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板Ｗを浸漬させてシード層１２０の表面の電気抵抗の大きい酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして洗浄槽１１０ａに搬送し、この洗浄槽１１０ａに収容されている純水で基板Ｗの表面を水洗する。   Next, the substrate holder 104 on which the substrate is mounted is transferred to the pre-soak tank 109 in the same manner as described above, and the substrate W is immersed in a chemical solution such as sulfuric acid or hydrochloric acid put in the pre-soak tank 109 to thereby surface the seed layer 120. The oxide film having a large electric resistance is etched to expose a clean metal surface. Further, the substrate holder 104 with the substrate W mounted thereon is transferred to the cleaning tank 110a in the same manner as described above, and the surface of the substrate W is washed with pure water stored in the cleaning tank 110a.

水洗が終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にしてめっきユニット１１２に搬送し、めっき液槽１１に吊下げ保持する。基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１６は、上記作業を順次繰り返し行って、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を順次めっきユニット１１２のめっき液槽１１に搬送して所定の位置に吊下げ保持する。この時、めっき液槽１１の内部は、めっき液Ｑで満たされているが、基板ホルダ１０４の吊り下げ保持が完了した後にめっき液を満たすようにしてもよい。   The substrate holder 104 on which the substrate W that has been washed is mounted is transferred to the plating unit 112 in the same manner as described above, and is suspended and held in the plating solution tank 11. The transporter 116 of the substrate holder transport device 114 sequentially repeats the above operations to sequentially transport the substrate holder 104 on which the substrate W is mounted to the plating solution tank 11 of the plating unit 112 and suspend and hold it at a predetermined position. At this time, the inside of the plating solution tank 11 is filled with the plating solution Q, but the plating solution may be filled after the suspension of the substrate holder 104 is completed.

全ての基板ホルダ１０４の吊下げ保持が完了した後、アノード電極１５と基板Ｗ（図２及び図３参照）との間にめっき電圧を印加するとともに、めっき液噴射ノズル駆動装置１１７により、めっき液噴射ノズル１６を基板Ｗの表面と平行に往復移動させ、同時にめっき液噴射ノズル１６から基板Ｗに向けてめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３、・・を噴射して（図２参照）、基板Ｗの表面にめっきを施す。この時、基板ホルダ１０４はめっき液槽１１の上部で吊り下げられ固定され、めっき電源２７からシード層１２０（図１６参照）に給電される。   After all the substrate holders 104 are suspended and held, a plating voltage is applied between the anode electrode 15 and the substrate W (see FIGS. 2 and 3), and a plating solution spray nozzle driving device 117 is used to apply a plating solution. The spray nozzle 16 is reciprocated in parallel with the surface of the substrate W, and at the same time, the plating solutions q1, q2, q3,... Are sprayed from the plating solution spray nozzle 16 toward the substrate W (see FIG. 2). Plating the surface. At this time, the substrate holder 104 is suspended and fixed at the upper part of the plating solution tank 11 and supplied with power from the plating power source 27 to the seed layer 120 (see FIG. 16).

めっきが終了した後、めっき電源の印加、めっき液の供給及びめっき液噴射ノズル１６の往復動を停止し、めっき後の基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４の把持機構で２基同時に把持してめっきユニット１１２のめっき液槽１１から引き上げ停止させる。   After the plating is finished, the application of the plating power supply, the supply of the plating solution, and the reciprocating movement of the plating solution injection nozzle 16 are stopped, and the substrate holder 104 on which the substrate W after plating is mounted is removed by the holding mechanism of the substrate holder transfer device 114. The base is held at the same time and pulled up from the plating bath 11 of the plating unit 112 and stopped.

そして、前述と同様にして、基板ホルダ１０４を洗浄槽１１０ｂまで搬送し、この洗浄槽１１０ｂに入れて純水に浸漬させて基板Ｗの表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、ブロー槽１１１に搬入し、ここで、エアーの吹き付けによって基板ホルダ１０４に付着した水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、ストッカ１０７の所定の位置に戻して吊下げ保持する。基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１６は上記作業を順次繰り返し、めっき処理の終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を順次ストッカ１０７の所定の位置に戻して吊下げ保持する。   Then, in the same manner as described above, the substrate holder 104 is transported to the cleaning tank 110b, put into the cleaning tank 110b, and immersed in pure water to clean the surface of the substrate W with pure water. Thereafter, the substrate holder 104 with the substrate mounted thereon is carried into the blow tank 111 in the same manner as described above, and here, water droplets attached to the substrate holder 104 are removed by blowing air. Thereafter, the substrate holder 104 with the substrate mounted thereon is returned to a predetermined position of the stocker 107 and held in the same manner as described above. The transporter 116 of the substrate holder transfer device 114 sequentially repeats the above operations, and sequentially returns the substrate holder 104 mounted with the substrate W after the plating process to a predetermined position of the stocker 107 and holds it.

一方、基板ホルダ搬送装置１１４の他方のトランスポータ１１５にあっては、めっき処理後の基板Ｗを装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４をこの把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に載置する。そして、中央側に位置する基板ホルダ１０４を開き、基板ホルダ１０４内のめっき処理後の基板を基板搬送装置１０６で取出して、スピンドライヤ１０３に運び、リンス後、このスピンドライヤ１０３の回転速度によってスピンドライ（水切り）した基板Ｗを基板搬送装置１０６でカセット１００に戻す。そして、一方の基板ホルダ１０４に装着した基板カセット１００に戻した後、或いはこれと並行して、載置プレート１１９の横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ１０４に装着した基板をリンスしスピンドライしてカセット１００に戻す。   On the other hand, in the other transporter 115 of the substrate holder transport device 114, two substrate holders 104 to which the substrate W after plating processing is mounted and returned to the stocker 107 are simultaneously gripped by this gripping mechanism, and the same as described above. Then, the substrate is mounted on the mounting plate 119 of the substrate attaching / detaching unit 105. Then, the substrate holder 104 located on the center side is opened, the substrate after the plating process in the substrate holder 104 is taken out by the substrate transfer device 106, carried to the spin dryer 103, and after rinsing, the spin dryer 103 is rotated by the rotational speed. The dried (drained) substrate W is returned to the cassette 100 by the substrate transfer device 106. Then, after returning to the substrate cassette 100 mounted on one of the substrate holders 104, or in parallel with this, the substrate is slid in the lateral direction of the mounting plate 119 and similarly mounted on the other substrate holder 104. Rinse and spin dry to return to cassette 100.

載置プレート１１９を元の状態に戻した後、基板Ｗを取出した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして、これをストッカ１０７の所定の場所に戻す。しかる後、めっき処理後の基板を装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に載置して、前記と同様の作業を繰り返す。   After returning the mounting plate 119 to the original state, the two substrate holders 104 from which the substrate W has been taken out are simultaneously held by the holding mechanism of the transporter 115 of the substrate holder transport device 114, and the same as described above. It returns to 107 predetermined place. Thereafter, two substrate holders 104 mounted with the substrates after plating and returned to the stocker 107 are simultaneously held by the holding mechanism of the transporter 115 of the substrate holder transfer device 114, and the substrate attaching / detaching unit 105 is mounted in the same manner as described above. It is placed on the mounting plate 119 and the same operation as described above is repeated.

そして、めっき処理後の基板を装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４から全ての基板を取出し、スピンドライしてカセット１００に戻して作業を完了する。これにより、図１６（ｂ）に示すように、レジスト１２１に設けた開口部１２１ａ内にめっき膜１２２を成長させた基板Ｗが得られる。   Then, all the substrates are taken out from the substrate holder 104 mounted with the substrates after plating and returned to the stocker 107, spin-dried and returned to the cassette 100 to complete the operation. As a result, as shown in FIG. 16B, a substrate W on which a plating film 122 is grown in the opening 121a provided in the resist 121 is obtained.

そして、前述のようにスピンドライした基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図１６（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト１２１を剥離除去し、更に図１６（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層１２０を除去する。次に、この基板Ｗに形成しためっき膜１２２をリフローさせることで、図１６（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト１２１を剥離除去し、更に図１６（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層１２０を除去する。次に、この基板Ｗに形成しためっき膜１２２をリフローさせることで、図１６（ｅ）に示すように、表面張力で丸くなったバンプ１２３を形成する。更に、この基板Ｗを、例えば、１００℃以上の温度でアニールし、バンプ１２３内の残留応力を除去する。   Then, the substrate W spin-dried as described above is immersed in a solvent such as acetone having a temperature of 50 to 60 ° C., for example, and the resist 121 on the substrate W is peeled off as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 16D, the unnecessary seed layer 120 exposed to the outside after plating is removed. Next, by reflowing the plating film 122 formed on the substrate W, as shown in FIG. 16C, the resist 121 on the substrate W is peeled and removed, and further, as shown in FIG. The unnecessary seed layer 120 exposed to the outside after plating is removed. Next, by reflowing the plating film 122 formed on the substrate W, as shown in FIG. 16E, bumps 123 rounded by surface tension are formed. Further, the substrate W is annealed at a temperature of 100 ° C. or higher, for example, to remove the residual stress in the bump 123.

図１７は、バンプ等を形成する他の基板処理装置の平面配置図を示す。図１７に示すように、この基板処理装置には、半導体ウエハ等の基板を収納したカセットを搭載する２台のカセット台１３０と、基板Ｗのオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１３１と、めっき処理後の基板Ｗをリンスし高速回転させて乾燥させるリンスドライヤ１３２が備えられている。そして、２台のカセット台１３０とアライナ１３１及びリンスドライヤ１３２との間に、これらの間で基板Ｗの受渡しを行う走行自在な第１搬送ロボット１３３が配置されている。この第１搬送ロボット１３３は、例えば真空吸着、又は落とし込みタイプのハンドを備え、基板Ｗを水平状態で受渡すようになっていてる。   FIG. 17 shows a plan layout of another substrate processing apparatus for forming bumps and the like. As shown in FIG. 17, this substrate processing apparatus includes two cassette tables 130 on which cassettes containing substrates such as semiconductor wafers are mounted, and an aligner that aligns the positions of orientation flats, notches, etc. of the substrates W in a predetermined direction. 131 and a rinse dryer 132 for rinsing, rotating at high speed and drying the substrate W after plating. Between the two cassette tables 130 and the aligner 131 and the rinse dryer 132, there is disposed a travelable first transfer robot 133 that transfers the substrate W between them. The first transfer robot 133 includes a vacuum suction or drop-type hand, for example, and delivers the substrate W in a horizontal state.

更に、この例では、合計４台のめっきユニット１３４が直列に配置されて備えられている。これらのめっきユニット１３４は、互いに隣接した位置に配置されたためめっき槽１３５及び水洗槽１３６とを有しており、このめっき槽１３５及び水洗槽１３６の上方に、鉛直状態で基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１３７が、上下動機構部１３８を介して上下動自在で、かつ左右駆動機構部１４４を介して左右動自在に配置されている。そして、これらのめっきユニット１３４の前面側に位置して、アライナ１３１、リンスドライヤ１３２と各めっきユニット１３４の基板ホルダ１３７との間で基板Ｗの受渡しを行う走行自在な第２搬送ロボット１３９が配置されている。この第２搬送ロボット１３９は、例えばメカチャック方式で基板Ｗを保持し、基板Ｗを水平状態と鉛直状態の間で９０°反転させる反転機構１４０を有するハンドを備え、アライナ１３１、リンスドライヤ１３２との間では、基板Ｗを水平状態にして、基板ホルダ１３７との間では、基板を鉛直状態にして、基板Ｗを受渡すようになっている。   Furthermore, in this example, a total of four plating units 134 are provided in series. Since these plating units 134 are arranged at positions adjacent to each other, they have a plating tank 135 and a washing tank 136, and a substrate W can be detachably attached in a vertical state above the plating tank 135 and the washing tank 136. A substrate holder 137 to be held is arranged so as to be movable up and down via a vertical movement mechanism portion 138 and movable left and right via a left and right drive mechanism portion 144. In addition, a second transportable robot 139 that can move the substrate W between the aligner 131, the rinse dryer 132, and the substrate holder 137 of each plating unit 134 is disposed on the front side of the plating unit 134. Has been. The second transfer robot 139 includes a hand having a reversing mechanism 140 that holds the substrate W by, for example, a mechanical chuck method and reverses the substrate W by 90 ° between a horizontal state and a vertical state, and includes an aligner 131, a rinse dryer 132, and the like. In the meantime, the substrate W is placed in a horizontal state and the substrate is placed in a vertical state between the substrate holder 137 and the substrate W is delivered.

各めっき槽１３５の内部には、めっき槽１３５内の所定位置に基板ホルダ１３７で保持した基板Ｗを配置した時に、この基板Ｗの表面と対向する位置に位置して、アノード電極１４１が配置されている。更に、基板Ｗとアノード電極１４１との間に位置して、めっき液噴射ノズル駆動装置１４２の駆動に伴って、基板Ｗに対してシャフト１４５に取付けられためっき液噴射ノズル１４３を平行に往復動し、該めっき液噴射ノズルから基板Ｗに対してめっき液を噴射する。ここで、めっき槽１３５、アノード電極１４１、めっき液噴射ノズル１４３を備えためっき装置に、図２及び図３に示す構成のめっき装置を用いる。   Inside each plating tank 135, when the substrate W held by the substrate holder 137 is disposed at a predetermined position in the plating tank 135, the anode electrode 141 is disposed at a position facing the surface of the substrate W. ing. Further, the plating solution injection nozzle 143 mounted on the shaft 145 is reciprocated in parallel with the substrate W as the plating solution injection nozzle driving device 142 is driven, located between the substrate W and the anode electrode 141. Then, the plating solution is sprayed onto the substrate W from the plating solution spray nozzle. Here, the plating apparatus having the configuration shown in FIGS. 2 and 3 is used as a plating apparatus including the plating tank 135, the anode electrode 141, and the plating solution injection nozzle 143.

次に、このように構成した基板処理装置による一連のめっき処理を、バンプ処理を例にして説明する。先ず図１６（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層１２０を成膜し、このシード層１２０の表面に、例えば厚さＨが２０〜１２０μｍのレジスト１２１を全面に塗布した後、このレジスト１２１の所定位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部１２１ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき処理面）を上にした状態でカセットに収容し、このカセットをカセット台１３０に搭載する。   Next, a series of plating processes performed by the substrate processing apparatus configured as described above will be described with bump processing as an example. First, as shown in FIG. 16A, a seed layer 120 as a power feeding layer is formed on the surface, and a resist 121 having a thickness H of 20 to 120 μm, for example, is applied to the entire surface of the seed layer 120. A substrate W provided with an opening 121a having a diameter D of about 20 to 200 μm, for example, at a predetermined position of the resist 121 is accommodated in a cassette with its surface (surface to be plated) facing up. It is mounted on the stand 130.

そして、このカセット台１３０に搭載したカセットから、第１搬送ロボット１３３で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１３１に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１３１で方向を合わせて基板Ｗを第２搬送ロボット１３９でアライナ１３１から取出し、反転機構１４０を介して、基板Ｗを水平状態から鉛直状態に９０°反転させ、この反転させた基板Ｗをいずれか１つのめっきユニット１３４の基板ホルダ１３７に受渡す。   Then, one substrate W is taken out from the cassette mounted on the cassette stand 130 by the first transfer robot 133 and placed on the aligner 131 so that the positions of the orientation flat and the notch are aligned in a predetermined direction. The aligner 131 aligns the direction and takes out the substrate W from the aligner 131 by the second transfer robot 139, and reverses the substrate W by 90 ° from the horizontal state to the vertical state via the reversing mechanism 140. It is delivered to the substrate holder 137 of any one plating unit 134.

なお、この例にあっては、基板Ｗを受渡しを、水洗槽１３６の上方で行う。つまり、上下動機構部１３８により上昇させ、左右動機構部１４４により水洗槽１３６側に位置させておいた基板ホルダ１３７で、第２搬送ロボット１３９から基板Ｗを受け取って鉛直状態で保持する。   In this example, the substrate W is delivered above the washing tank 136. That is, the substrate holder 137 that has been raised by the vertical movement mechanism unit 138 and positioned on the washing tank 136 side by the horizontal movement mechanism unit 144 receives the substrate W from the second transfer robot 139 and holds it in a vertical state.

基板Ｗを鉛直状態で保持した基板ホルダ１３７を左右動機構部１４４により、めっき槽１３５側に移動させる。一方、めっき槽１３５にあっては、この内部にめっき液を満たしておく。この状態で、上下動機構部１３８を介して、基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を下降させて、この基板ホルダ１３７で保持した基板Ｗをめっき槽１３５内にめっき液中に浸漬させ、アノード電極１４１と基板Ｗとの間にめっき電圧を印加すると共に、めっき液噴射ノズル駆動装置１４２によりめっき液噴射ノズル１４３を基板Ｗの表面に対して平行に往復動させ、同時にめっき液噴射ノズル１４３から基板Ｗに向けめっき液を噴射することで、基板Ｗの表面にめっきを施す。めっきが終了した後、めっき電圧の印加、めっき液の噴射及び液噴射ノズル１４３の往復運動を停止し、めっき後の基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を、上下動機構部１３８を介して上昇させ、めっき槽１３５から引上げる。   The substrate holder 137 holding the substrate W in the vertical state is moved to the plating tank 135 side by the left-right movement mechanism 144. On the other hand, the plating bath 135 is filled with a plating solution. In this state, the substrate holder 137 holding the substrate W is lowered via the vertical movement mechanism unit 138, and the substrate W held by the substrate holder 137 is immersed in the plating solution 135 in the plating solution 135, and the anode electrode The plating voltage is applied between the substrate 141 and the substrate W, and the plating solution injection nozzle driving device 142 reciprocates the plating solution injection nozzle 143 in parallel with the surface of the substrate W. By plating the plating solution toward W, the surface of the substrate W is plated. After the plating is finished, the application of the plating voltage, the injection of the plating solution, and the reciprocating motion of the solution injection nozzle 143 are stopped, and the substrate holder 137 holding the substrate W after the plating is raised through the vertical movement mechanism unit 138. Pull up from the plating tank 135.

このめっき処理後、基板Ｗを鉛直状態に保持した基板ホルダ１３７を左右動機構部１４４により、水洗槽１３６側に移動させる。そして、上下動機構部１３８を介して、基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を水洗槽１３６の内部まで一旦下降させ、これを引き上げながら噴射ノズル（図示せず）から基板ホルダ１３７に向けて純水を噴射するか、又は水洗槽１３６の内部に純水を満たしておき、この純水内に基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を入れた後、水洗槽１３６内の純水を急速に引き抜くことで、基板Ｗや基板ホルダ１３７に付着しためっき液を純水で洗い流す。なお、両者の組合せてもよいことは勿論である。   After this plating process, the substrate holder 137 holding the substrate W in the vertical state is moved to the washing tank 136 side by the left-right moving mechanism 144. Then, the substrate holder 137 holding the substrate W is once lowered to the inside of the washing tank 136 via the vertical movement mechanism unit 138, and pure water is directed from the spray nozzle (not shown) toward the substrate holder 137 while pulling up the substrate holder 137. Or after the substrate holder 137 holding the substrate W is placed in the pure water, the pure water in the water rinsing bath 136 is rapidly drawn out. Then, the plating solution adhering to the substrate W or the substrate holder 137 is washed away with pure water. Of course, both may be combined.

そして、第２搬送ロボット１３９は、水洗槽１３６の上方で、この洗浄後の基板Ｗを基板ホルダ１３７から鉛直状態で受け取り、この受取った基板Ｗを鉛直状態から水平状態に９０°反転させ、この反転後の基板Ｗをリンスドライヤ１３２に搬送して載置する。このリンスドライヤ１３２でリンス及び高速回転によるスピンドライ（水切り）を行った基板Ｗをカセット台１３０に搭載したカセットに戻して作業を完了する。これにより、図１６（ｂ）のように、レジスト１２１に設けた開口部１２１ａ内にめっき膜１２２を成長させた基板Ｗが得られる。   Then, the second transfer robot 139 receives the cleaned substrate W from the substrate holder 137 in the vertical state above the washing tank 136, and reverses the received substrate W from the vertical state to the horizontal state by 90 °. The inverted substrate W is transferred to the rinse dryer 132 and placed. The substrate W, which has been rinsed and spin-dried (drained) by high-speed rotation with the rinse dryer 132, is returned to the cassette mounted on the cassette table 130, and the operation is completed. As a result, as shown in FIG. 16B, a substrate W in which the plating film 122 is grown in the opening 121a provided in the resist 121 is obtained.

なお、上記例では図２及び図３に電解めっき装置で、微細な配線溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成してバンプ（突起状電極）を形成する例を説明したが、めっき液槽１１内に図７に示すように、基板ホルダ１４に保持された基板Ｗを対向して配置し、該基板Ｗに対向してノズル支持帯３１に取付けた複数個のめっき液噴射ノズル１６を対向して配置して構成した電解めっき装置を用いることもできる。   In the above example, an example in which bumps (projection electrodes) are formed by forming a plating film in fine wiring grooves, holes, and resist openings in the electrolytic plating apparatus in FIGS. 2 and 3 has been described. As shown in FIG. 7, the substrate W held by the substrate holder 14 is disposed oppositely in the tank 11, and a plurality of plating solution injection nozzles 16 attached to the nozzle support band 31 facing the substrate W are provided. It is also possible to use an electroplating apparatus arranged to be opposed to each other.

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible.

従来のめっき装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional plating apparatus. 本発明に係るめっき装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the plating apparatus which concerns on this invention. 図２示す装置の基板、アノード電極、めっき液噴射ノズルの平面配置構成を示す図である。It is a figure which shows the planar arrangement structure of the board | substrate of the apparatus shown in FIG. 2, an anode electrode, and a plating solution injection nozzle. 本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the plating solution injection nozzle of the plating apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the plating solution injection nozzle of the plating apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the plating solution injection nozzle of the plating apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るめっき装置の基板、めっき液噴射ノズルの平面配置構成例を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate of the plating apparatus which concerns on this invention, and the plane arrangement | positioning structural example of a plating solution injection nozzle. 本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成例を示す図である。It is a figure which shows the plane arrangement | positioning structural example of the substrate processing apparatus provided with the plating apparatus which concerns on this invention. 図８に示す基板処理装置の気流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the airflow of the substrate processing apparatus shown in FIG. 本発明に係るめっき装置を備えた配線形成装置の平面配置構成例を示す図である。It is a figure which shows the plane arrangement | positioning structural example of the wiring formation apparatus provided with the plating apparatus which concerns on this invention. 図１０の配線形成装置の配線形成処理フローを示す図である。It is a figure which shows the wiring formation processing flow of the wiring formation apparatus of FIG. 基板の配線形成過程を示す図である。It is a figure which shows the wiring formation process of a board | substrate. 本発明に係るめっき装置を備えた半導体製造装置の全体の平面配置構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a planar arrangement structure of the whole semiconductor manufacturing apparatus provided with the plating apparatus which concerns on this invention. 図１４の半導体製造装置の基板の配線形成過程を示す図である。It is a figure which shows the wiring formation process of the board | substrate of the semiconductor manufacturing apparatus of FIG. 本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成例を示す図である。It is a figure which shows the plane arrangement | positioning structural example of the substrate processing apparatus provided with the plating apparatus which concerns on this invention. 図１５の基板処理装置の基板のバンプ形成過程を示す図である。It is a figure which shows the bump formation process of the board | substrate of the substrate processing apparatus of FIG. 本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成を示す図である。It is a figure which shows the plane arrangement structure of the substrate processing apparatus provided with the plating apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 半導体基板
２ 絶縁膜
３ コンタクトホール
４ 溝
５ バリア層
６ シード層
７ 銅層
８ 配線
９ 保護膜
１０ めっき装置
１１ めっき液槽
１２ 溢流堰
１３ オーバフロー槽
１４ 基板ホルダ
１５ アノード電極（陽極電極）
１６ めっき液噴射ノズル
１７ シャフト
１８ ラック
１９ ピニオン
２０ モータ
２１ マニホールド
２２ 管
２３ フレキシブル管
２４ 流量・圧力計
２５ ポンプ
２６ 配管
２７ めっき電源
２８ アノード電極
２９ スプロケット
３０ スプロケット
３１ ノズル支持帯
３２ ノズル移動駆動機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Insulating film 3 Contact hole 4 Groove 5 Barrier layer 6 Seed layer 7 Copper layer 8 Wiring 9 Protective film 10 Plating apparatus 11 Plating solution tank 12 Overflow weir 13 Overflow tank 14 Substrate holder 15 Anode electrode (anode electrode)
16 Plating solution injection nozzle 17 Shaft 18 Rack 19 Pinion 20 Motor 21 Manifold 22 Pipe 23 Flexible pipe 24 Flow rate / Pressure gauge 25 Pump 26 Pipe 27 Plating power supply 28 Anode electrode 29 Sprocket 30 Sprocket 31 Nozzle support band 32 Nozzle movement drive mechanism

Claims (13)

めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面にめっき液を噴射する単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを設置したことを特徴とするめっき装置。   A single slit-shaped plating solution outlet or a plurality of slit-shaped plating solution jets arranged in series to inject the plating solution onto the plating surface of the material to be plated disposed inside the plating tank holding the plating solution A plating apparatus comprising a plating solution spray nozzle having an outlet. 請求項１に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルは複数個であり、該複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したことを特徴とするめっき装置。 The plating apparatus according to claim 1,
There is a plurality of plating solution spray nozzles, and the plurality of plating solution spray nozzles are arranged side by side facing a surface to be plated of a material to be plated. 請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に平行に移動させるめっき液噴射ノズル移動手段を備えたことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to claim 1 or 2,
A plating apparatus comprising: a plating solution spray nozzle moving means for moving the plating solution spray nozzle in parallel with the surface to be plated of the material to be plated. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとし、一つのスリット状噴射口から噴射されるめっき液流量を制御できる流量制御手段を備えたことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The slit width of the slit-shaped plating solution outlet is 0.05 to 1.0 mm, and the plating apparatus includes flow rate control means capable of controlling the flow rate of the plating solution injected from one slit-shaped injection port. . 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓであることを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A plating apparatus, wherein a plating solution injection flow velocity at a tip of a plating solution outlet of the plating solution injection nozzle is 5 to 20 m / s. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターするモニター手段を備えたことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A plating apparatus comprising: monitoring means for monitoring the flow rate of the plating solution sprayed from the slit-like plating solution outlet and / or the pressure in the nozzle. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、該センサの検出信号を前記めっき液噴射ノズルにめっき液を供給するめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A flow rate sensor that detects the flow rate of the plating solution sprayed from the slit-shaped plating solution outlet and / or a sensor that detects the pressure in the nozzle is provided, and the detection signal from the sensor is supplied to the plating solution injection nozzle. A plating apparatus comprising: a plating solution flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the plating solution by feeding back to the plating solution supply means. 請求項１乃至７に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口先端と被めっき材との距離は、１〜３０ｍｍであることを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The distance between the slit-like plating solution outlet end and the material to be plated is 1 to 30 mm. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在することを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus of any one of Claims 1 thru | or 8,
The plating apparatus, wherein the spray nozzle exists between a material to be plated and an anode electrode. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus of any one of Claims 1 thru | or 9,
A plating apparatus, wherein an anode electrode is disposed in the plating solution spray nozzle. 請求項１乃至１０に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたことを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus of any one of Claims 1 thru | or 10,
2. A plating apparatus comprising two or more plating solution spray nozzles and flow rate distribution means for distributing a flow rate in consideration of a flow conductance of the plating solution. 請求項１乃至１１に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき槽から吐出されためっき液はポンプにより、管を介して前記めっき液噴射ノズルに送られ循環するようになっており、
前記管は可撓性材からなり前記めっき液噴射ノズルの移動に追従可能に構成されていることを特徴とするめっき装置。 In the plating apparatus of any one of Claims 1 thru | or 11,
The plating solution discharged from the plating tank is sent to the plating solution injection nozzle through a pipe and circulated by a pump.
The said pipe | tube consists of a flexible material, and is comprised so that the movement of the said plating solution injection nozzle can be tracked, The plating apparatus characterized by the above-mentioned. めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面に対向して単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを配置し、該めっき液噴射ノズルの噴射口からめっき液を噴射すると共に、該めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら前記被めっき材の被めっき面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法。
Plating having a single slit-shaped plating solution outlet or a plurality of serially-formed slit-shaped plating solution outlets facing the surface to be plated disposed in the plating tank holding the plating solution A liquid spray nozzle is disposed, and the plating liquid is sprayed from the spray port of the plating liquid spray nozzle, and the plating liquid spray nozzle is moved in parallel with the surface to be plated of the material to be plated while moving the plating liquid. A plating method comprising plating on a surface to be plated.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107311A (en) * 2010-10-21 2012-06-07 Ebara Corp Plating apparatus, plating method, and method for changing posture of substrate holder for plating apparatus
KR101214875B1 (en) * 2012-03-23 2012-12-24 주식회사 지씨이 The plating method be able to plate a plate of the thin plate or flexible
US9991145B2 (en) 2010-10-21 2018-06-05 Ebara Corporation Plating apparatus and plating method
JP2018104747A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 Tdk株式会社 Plating apparatus and plating method
WO2019058860A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 上村工業株式会社 Surface-treatment device and surface-treatment method
JP7329268B2 (en) 2022-01-24 2023-08-18 アスカコーポレーション株式会社 Jet plating equipment
FR3134587A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-20 Bourdin Sarl INSTALLATION FOR THE TREATMENT OF PARTS BY GALVANOPLASTING

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012107311A (en) * 2010-10-21 2012-06-07 Ebara Corp Plating apparatus, plating method, and method for changing posture of substrate holder for plating apparatus
US9991145B2 (en) 2010-10-21 2018-06-05 Ebara Corporation Plating apparatus and plating method
KR101214875B1 (en) * 2012-03-23 2012-12-24 주식회사 지씨이 The plating method be able to plate a plate of the thin plate or flexible
JP2018104747A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 Tdk株式会社 Plating apparatus and plating method
WO2019058860A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 上村工業株式会社 Surface-treatment device and surface-treatment method
JP7329268B2 (en) 2022-01-24 2023-08-18 アスカコーポレーション株式会社 Jet plating equipment
FR3134587A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-20 Bourdin Sarl INSTALLATION FOR THE TREATMENT OF PARTS BY GALVANOPLASTING

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